尹海波開題報告多功能播種機設計

1、畢業(yè)設計(論文)開題報告題 目： 多功能播種機設計 （主結構及撒水施肥部分） 學生姓名： 尹海波 學 號： 061615131 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 寧辰校（副教授） 2010 年 3 月 30 日 8 畢業(yè)設計（論文）開題報告1 文獻綜述1.1 研究播種機的意義 隨著人口的急劇增加,人類生存環(huán)境日益惡化,人們賴以生存的土地日漸破壞,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實施保護性耕作就顯得尤為重要1。多功能播種是保護性耕作的關鍵技術,通過不耕或少耕地,直接在前茬作物收獲后的未翻耕地上,經(jīng)拖拉機一次進地完成開溝施肥與播種,這樣可做到最大限度地減少機具的進地次數(shù),降低拖拉機對土壤的壓實和破壞,盡量

2、保持地面覆蓋物,不破壞土壤的結構和腐殖質(zhì)的儲存,防止土壤沙化及水土流失。以機械化作業(yè)為主要手段，對農(nóng)田實行免耕，少耕將耕作盡可能減少，能保證種子發(fā)芽即可；用作物秸稈，殘茬覆蓋地表，用化學藥物來控制雜草和病蟲害的一項先進農(nóng)業(yè)耕作技術。其目的在于克服傳統(tǒng)耕作的缺點，以減少土壤的風蝕、水蝕、防止水土流失、減少揚沙、抑制沙塵暴；蓄水保墑、抗旱節(jié)水、提高水資源利用率改善土壤結構、增加土壤肥力，提高土壤有機質(zhì)含量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少勞力，機械及能源的投入提高勞動生產(chǎn)率，增加農(nóng)民收入；從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展3。大多數(shù)作業(yè)必須由機械完成，其所用機具種類比傳統(tǒng)耕作機具少，但主要機具的結構和性能一般比傳統(tǒng)機具

3、復雜且要求高，免耕施肥播種機是保護性耕作的主要機具。并且要同時完成播種和施肥作業(yè)，種子和肥料要播施到有秸稈、殘茬覆蓋的地里，種床條件比傳統(tǒng)耕作地要差，所以，免耕施肥播種機除要有傳統(tǒng)播種機的開溝、排種、排肥、覆土、鎮(zhèn)壓功能外，還必須有清茬排堵功能、破茬入土功能、種肥分施功能和地面仿形功能等4。1.2 國內(nèi)外對播種機的研究概況（1）國內(nèi)對播種機的研究20世紀90年代以后，以中國農(nóng)業(yè)大學保護性耕作研究中心為代表 ，在小麥免耕播種機方面，原北京農(nóng)業(yè)工程大學王耀發(fā) 、李問盈 、杜兵等人對免耕播種機的開溝器和種肥分施機構進行了研究,設計出一種整體式種肥正位分施機構,并研制了免耕播種機的樣機,可在殘茬地里播

4、種5。于麗娟 、高煥文對傳統(tǒng)的單圓盤開溝器進行了改進 ,設計了一種種肥側(cè)位分施機構,可在殘茬地里播種。并對相關參數(shù)進行了分析 。90年代后國內(nèi)其它單位進行了免耕播種機的研制。中國農(nóng)業(yè)大學 、山西省農(nóng)機局和山西新絳機械廠合作,共同開發(fā)2bmf-11(9)(中型機) 、2bmf-6(7)(小型機)等系列產(chǎn)品。其共同特點是采用短翼尖角開溝鏟和“復合型開溝器 ” ,取消了限深切草圓盤和限深四邊桿仿形機構,使得整機重量和價格下降,適應了推廣的要求5。此系列播種機 目前已批量生產(chǎn) 。新絳機械廠生產(chǎn)的2bmf-11(9)型小麥免耕播種機,該機除采用短翼尖角鏟和“復合型開溝器 ”外,地輪采用充氣橡膠輪,可減少

5、在秸稈覆蓋地上的打滑現(xiàn)象,也不易粘土 鎮(zhèn)壓輪為空心橡膠型,也是為了減少粘土 。該機配套動力為上海一 或鐵牛一 等拖拉機 ,其 中 行機可適應較大 、較平整 的地塊 ,工效較高 行機則適應稍小地塊,可減少小地塊最后一趟播種時的重播量 ,同時 由于整機幅寬較小,在地表不平的地塊上播種時有利于提高播種質(zhì)量。（2）國外對播種機的研究國外從20世紀年40代初已開始保護性耕作的研究,形成了各種型式的配套機具 。隨著化學除草劑和免耕播種機具的研制成功,保護性耕作得到了大面積的推廣應用 。目前國外的免耕播種機以聯(lián)合作業(yè)機為主,一次完成破茬 、松土 、開溝 、播種 、施肥 、撒藥等多項作業(yè) 。國外農(nóng)場的土地面積

6、一般比較大,拖拉機的功率也較大,免耕播種機一般是牽引式的,采用多梁結構 、多排開溝器,各開溝器之間間隔大,播種機又寬又重,播種機是氣力式的,土壤工作部件比較復雜8 。美國john deer、case、great plain的,加拿大flexi-coil,澳大利亞的john shearer等著名公司生產(chǎn)的免耕播種機,性能優(yōu) 良。然而,由于種植方式 、土地條件以及經(jīng)濟發(fā)展等多種因素,國外的免耕播種機從其結構和工作性能等方面均不能適應我國生產(chǎn)條件12。美國john deere 1590 no-till drill 設計用于普通耕作和保護性耕作情況下的谷物播種。整機開溝器為雙排結構,播種行數(shù)為16行。

7、排種(肥)器為外槽輪式 ,開溝器為圓盤切刀式 ,為此開溝器單體較重,有利于免耕作業(yè) 。開溝器單體仿形,土壤擾動小,堅固耐用 。圓盤切刀直徑為45.72cm(18in) ,刃鋒角度為20度” ,標準配置為單圓盤開溝器,行距18.4-24.5mm(7.5-10in)可調(diào),如擰松前方固定螺栓則可使行距加大到36.8-49mm(15-20in)。單體仿形為壓簧式，壓簧可給每個開溝器提供734-2000n（165-450bf）的壓力使其人土或用于切割殘茬13。1.3 多功能播種機的發(fā)展和應用 （1）多功能播種機的發(fā)展保護性耕作技術是農(nóng)機與農(nóng)藝相結合的一次農(nóng)業(yè)革命，國內(nèi)已在山西、河北、內(nèi)蒙古等 10省區(qū)開

8、展示范推廣與應用。實踐證明，保護性耕作具有墑、增加土壤肥力、減少土蝕和風蝕、抑制沙塵暴、減少作業(yè)工序、降低作業(yè)成本和增加農(nóng)民收入等顯著的經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益9。目前，推廣與應用保護性耕作技術的核心是多功能播種機。由于保護性耕作的特殊性，如地表覆蓋有大量秸稈、地下有作物根茬等，對實現(xiàn)北方旱地農(nóng)業(yè)的多功能播種提出了更高的要求。因此，研究開發(fā)集節(jié)水、精量播種、側(cè)深施肥和藥劑滅草的聯(lián)合作業(yè)機具，其前景十分廣闊，具有深遠的歷史意義和重要的現(xiàn)實意義。保護耕地資源可持續(xù)利用是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。由于人均耕地具有明顯減少的趨勢，作為農(nóng)業(yè)機械化保護性耕地可持續(xù)利用，其主要作用在于提高耕地質(zhì)量，增加土地產(chǎn)出

9、率。根據(jù)我國耕地素質(zhì)差和污染越來越嚴重的實際情況，提高耕地質(zhì)量的重點在于提高地力和防止污染。保護性耕作已經(jīng)引起有關方面的重視，被列為我國農(nóng)業(yè)“十五”農(nóng)業(yè)重大推廣項目之一10。（2）多功能播種機的應用多功能播種機必須要有入土能力很強的開溝裝置和防纏繞、防堵塞等功能。山東省農(nóng)推廣人員經(jīng)過多年的試驗與模索證實，選擇帶狀旋耕刀驅(qū)動式破茬開溝裝置的播種機，不僅破茬開溝效果好，而且利用旋耕刀能及時清理施肥播種器上纏繞的秸稈和雜草，具有很強的防堵能力，尤其是在地表不平的情況下，也能較好地保證播種質(zhì)量作業(yè)時旋耕刀將播種苗帶的秸稈和表層相對較干的土分到兩邊起小壟，溝部形成土壤濕潤、松軟、細碎的良好種床，非常有利

10、于種子發(fā)芽和生長。這種開溝方式把小麥由窄平播，變成大行距寬苗帶溝播，播種后形成溝壟相間的微伏地形，雨雪積蓄多，水分蒸發(fā)少，抗旱能力強，利于小麥苗全苗壯，通風透光，莖稈粗壯抗倒伏，提高糧食產(chǎn)量11。2 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑2.1 多功能播種機要研究和解決的問題由于人口較多，人口的急劇增加,人類生存環(huán)境不斷被破壞,人們生存的土地減少,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實施保護性耕作就顯得尤為重要。主要研究解決的問題有：（1）要實現(xiàn)免耕的功能，避免先焚燒秸稈后再播種，實現(xiàn)改良土壤，保護環(huán)境的目的；（2）爭得積溫，保證株數(shù)；（3）播種機種植的深度適當；（4）播種的穴距可調(diào)。（5）設計合理的水箱，

11、能保證一定距離的用水要求。（6）播種機的施肥深度合理，避免燒苗。2.2 采用的研究手段及途徑2.2.1 播種機的主要結構播種機由機架、動力破茬裝置、排種排肥裝置、覆土鎮(zhèn)壓裝置、傳動裝置和行走驅(qū)動裝置、撒水及覆膜裝置等組成。動力破茬裝置由直刀型破茬刀、傳動軸、破茬刀軸、排種排肥裝置由種肥箱、排種器、排肥器、排種肥軸、排種肥管、靴式開溝器、雙圓盤式開溝器、撒水箱等組成；覆土鎮(zhèn)壓裝置由單圓盤覆土器、充氣橡膠輪、張緊彈簧等組成；傳動裝置由變速箱、鏈傳動等組成行走驅(qū)動裝置由行走輪、鏈傳動等組成。多功能播種機與小型拖拉機配套的農(nóng)用機械，可一次完成壟上破茬、開溝、播種、施肥、覆土和鎮(zhèn)壓作業(yè)。多功能播種機的結

12、構如圖所示：1牽引架 2變速箱 3機架 4罩殼 5破茬刀片 6鏈盒 7靴式開溝器 8排種管 9行走 10雙圓盤式開溝器 11排肥管 12單圓盤覆土器 13 鎮(zhèn)壓輪 14張緊彈簧 15驅(qū)動鏈條 16種肥箱 17.排水管 18.水箱圖 多功能播種機的結構示意圖2.2.2 技術要求（1）作業(yè)行數(shù)：2；（2）行距：450550mm（可調(diào)）;（3）播種穴距：260330mm（可調(diào)）;（4）播種深度4070mm（可調(diào)）;（5）水箱容積：300升/只; （6）施肥箱容積：16升/只; （7）配套力1220馬力四輪拖拉機。2.2.3 機具總體方案及主要結構形式的確定（1）開溝器的類型和特點類型：銳角開溝器(

13、鋤鏟式、箭鏟式、芯鏵式) ；鈍角開溝器( 滑刀式、靴式、船式) ；圓盤式開溝器 ( 雙圓盤式、單圓盤式) 等類型）。其中應用最普遍的有鋤鏟式開溝器、滑刀式開溝器、雙圓盤開溝器。特點：鋤鏟式開溝器的優(yōu)點是結構簡單, 質(zhì)量輕, 開溝阻力小, 入土能力強, 在物播種機上應用比較普遍; 缺點是容易掛草、粘土, 作業(yè)速度高時播深穩(wěn)定性差, 會攪亂土層, 干土層較厚時不能保證種子與濕土接觸?；妒介_溝器的優(yōu)點是鈍角入土, 開溝時不攪亂土層, 溝型整齊, 溝底平整, 開溝深度穩(wěn)定, 主要用于中耕作物播種機; 缺點是入土能力差, 對整地質(zhì)量要求高。雙圓盤開溝器開溝時, 不攪動土層, 能使種子落于濕土并用濕土覆

14、蓋, 所以在各種播種機均有應用。在本設計方案中初步選定用圓盤式開溝器。（2）破茬、 切土、 開槽、 施肥、 播種、 覆土、 鎮(zhèn)壓采用獨立部件結構形式設計。（3）機架。 機架采用框架式, 支持整機及安裝各工作部件。為給大量覆蓋的秸稈殘茬提供最大的流動空間; 同時由于開溝器前后交錯雙列配置, 其間距加大, 影響到輸種 ( 肥) 管的傾斜角, 故機架高6度的設計應能使種（肥）順利排出。（4）傳動機構。（5）機具與拖拉機連接方式采用三點懸掛式。（6）針對不同的穴播作物施肥機構應設計為可調(diào)結構。參考文獻1 山西省農(nóng)業(yè)機械化科學研究所 山西油料作物保護性耕作關鍵機具研究匯編材料.2005.122 高煥文,

15、李問盈.保護性耕作技術與機具m北京化學工業(yè)出版社,2004.3 賈洪雷,陳忠亮,馬成林等.北方旱作區(qū)耕作體系關鍵技術農(nóng)業(yè)機械學報,2008.39(11)59-62.4 張波屏,播種機設計原理m北京;機械工業(yè)出版社,1982.5 高煥文,李問盈,李洪文.中國特色保護性耕作技術j .農(nóng)業(yè)工程學報,2003 ,19 (3) :1 4.6 李洪文,高煥文,周興祥,等.干旱玉米保護性耕作經(jīng)濟效益分析j .干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2000 ,18 (3) :45 49.7 王曉燕,高煥文,李洪文,等.保護性耕作對農(nóng)田地表徑流與土壤水蝕影響的試驗研究j .農(nóng)業(yè)工程學報,2000 ,16 (3) :66 69. 8 鎮(zhèn)江農(nóng)機學院.農(nóng)業(yè)機械學(上)m. 北京; 農(nóng)業(yè)機械出版社,1981:187-192. 9 張水江,王耀發(fā).旱地冬小麥保護性耕作中的種肥分施j.中國農(nóng)業(yè)大學學報,1997(6):53-56. 10 陳君達，李洪文.玉米免耕秸稈覆蓋播種機的防堵裝置j.北京農(nóng)業(yè)工程大學報，1994,14(3):34-39.11 王維新. 2bcm - 6型茬地免耕播種機的研究 j .農(nóng)業(yè)工程學報 , 2001, 17 (3) : 174 - 176 . 12 damora d,pandey k p.evaluation of performance of fu